Загрузка транзисторов и диодов по току и напряжению

Максимальное значение тока транзистора

I_{к max}=2P_нг/(U_вхη γ²_min) + ΔI'_L, (260)

где ΔI'_L – приведенная к первичной обмотке амплитуда пульсаций тока сглаживающего дросселя.

ΔI'_L= ΔI_L/(2k_тр);

ΔI_L=I_Lmax-I_Lmin – полный размах пульсации тока дросселя.

По справочным данным, приведенным в таблицах 63-69 выбираем транзистор, номинальное значение тока коллектора которого I_{к N}>2 I_{к max}, а напряжение U_{кэ N}>2U_{вх max}.

Отметим, что для полумостовой схемы ток I_{к max} больше в 2 раза по сравнению с полномостовой схемой. Благодаря этому полумостовые схемы находят применение для преобразователей меньшей мощности, чем полномостовые

Среднее значение тока диода выпрямителя I_в.ср=0,5I_{нг N}.

Максимальное обратное напряжение на закрытом диоде в этой схеме равно 2U_2m.

По справочным данным, приведенным в таблицах 54, выбираем диоды с учетом коэффициентов запаса по току k_з.т=2 и напряжению k_з.н=2.

Емкость конденсатора входного делителя для полумостовой схемы необходимо рассчитывать исходя из допустимой амплитуды (размаха) пульсаций U_{m п} выбранного типа конденсатора по формуле

С₁=Р_нг/(4ηf_пU_{m п}U_{вх min}), (261)

где f_п – частота пульсаций выпрямленного напряжения: f_п=2f_р;

U_{вх min} –минимальное значение входного напряжения.

Обратим внимание на то, что допустимая амплитуда пульсаций напряжения конденсаторов C₁ и C₂ определяется по справочным данным на выбранный тип конденсаторов, например по справочным данным, приведенным в табл. 60–62. По данным табл. 60-62 значение U_{m п} можно определить, перемножив допустимое значение амплитуды переменной составляющей тока конденсатора I_{пер max} и полное сопротивление кондесатора на частоте, равной f_п, т.е.:

где х_C=1/(2πСf_п);

r_c –внутреннее активное сопротивление конденсатора, ESR.

Минимальное значение индуктивности дросселя сглаживающего фильтра L_min определяется из условия обеспечения непрерывного характера тока нагрузки по формуле (262):

L_min>U_нг(1-D_min )/(2I_{нг min} f_п). (262)

Выбираем по справочным данным, приведенным в табл. 47-51, дроссель, индуктивность которого более рассчитанного значения L_min (примерно в 1,5–2,0 раза), а номинальное значение тока обмотки – не менее номинального значения тока нагрузки.

Максимальный ток дросселя, I_{L max}, определяется с учетом амплитуды пульсаций тока дросселя ΔI_L:

I_Lmax=I_{нг N}+ ΔI_L/2=I_{нг N} +[U_{вх max}/(2k_тр)-U_нг] D_min /(4L f_п). (263)

Амплитуду первой гармоники тока дросселя I_L1m можно определить из выражения

I_{L1 m}=ΔI_L/[2π²D_min(1- D_min)]. (264)

Емкость конденсатора С_фопределяется с учетом требований по пульсациям выпрямленного напряжения U_п2:

U_п2 = k_п2U_нг;

С_ф= I_L1m/(4πU_п2 f_п )=U_нг(1- D _min)/(8U_п2 f²_п), (265)

где U_п2 – допустимая по техническому заданию амплитуда пульсаций напряжения нагрузки.

Выбираем по справочным данным, приведенным в таблицах 60-61, конденсатор, емкость которого не менее рассчитанного значения С_ф, рабочее напряжение не менее 2U_{нг N}, а величина допустимого действующего значения тока переменной составляющей I_пер.д.з не менее действующего значения преременной составляющей тока фильтра

Величину ΔI_L=ΔI_C определим по формуле

ΔI_L=ΔI_C= I_Lmax- I_Lmin=[(U_{вх max}/2k_тр)-U_нг]D_min /(4L f_п). (266)

Кроме этого, необходимо провести проверку сглаживающего фильтра на отсутствие резонанса аналогично тому, как это выполнено в п.3. 7.

Расчет площади радиаторов для транзисторов проводится по методики, приведенной п. 3.1.

Статический расчет системы выполняется по методики, приведенной в п. 3.1.

Оценку динамических характеристик спроектированного преобразователя провести по методике, приведенной в п. 3.7.